一些生物需要创造生存所需的能量。这些生物能够吸收阳光中的能量，并将其用于生产糖和其他有机化合物，例如脂质和蛋白质。然后，这些糖用于为生物体提供能量。此过程称为光合作用，被包括植物，藻类和蓝细菌在内的光合生物利用。

        光合作用方程

        在光合作用中，太阳能被转换为化学能。化学能以葡萄糖（糖）的形式存储。二氧化碳，水和阳光用于产生葡萄糖，氧气和水。该过程的化学方程式为：6CO 2 + 12H 2 O +发光→C 6 H 12 O 6 + 6O 2 + 6H 2 O

        该过程消耗了六分子二氧化碳（6CO 2）和十二分子水（12H 2 O），而葡萄糖（C 6 H 12 O 6），六分子氧（6O 2）和六分子水被消耗了产生（6H 2 O）。

        该方程式可以简化为：6CO 2 + 6H 2 O +光→C 6 H 12 O 6 + 6O 2。

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        植物的光合作用

        在植物中，光合作用主要发生在叶片内部。由于光合作用需要二氧化碳，水和阳光，因此所有这些物质必须从叶子中获取或运输到叶子中。二氧化碳是通过称为气孔的植物叶片中的细孔获得的。氧气也通过气孔释放。植物从根部获得水，然后通过维管植物组织系统输送到叶子。阳光被叶绿素吸收，叶绿素是一种位于植物细胞结构中的绿色色素，称为叶绿体。叶绿体是光合作用的场所。叶绿体包含几个结构，每个结构都有特定的功能：

        外膜和内膜 -保护性覆盖物，使叶绿体结构保持封闭状态。

        基质-叶绿体中的致密液体。二氧化碳转化为糖的位置。

        类囊体—扁平的囊状膜结构。光能转换为化学能的场所。

        格拉纳 -类囊体囊的密集分层堆栈。光能转化为化学能的场所。

        叶绿素 -叶绿体中的绿色颜料。吸收光能。

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        光合作用的阶段

        光合作用分为两个阶段。这些阶段称为亮反应和暗反应。光反应在光的存在下发生。暗反应不需要直接光照，但是大多数植物在白天都会发生暗反应。

        光反应主要发生在谷物的类囊体堆中。在这里，太阳光以ATP（含自由能的分子）和NADPH（高能电子携带分子）的形式转化为化学能。叶绿素吸收光能并开始一系列步骤，从而导致ATP，NADPH和氧气的产生（通过水的分解）。氧气通过气孔释放。ATP和NADPH均用于黑暗反应中以产生糖。

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        黑暗反应发生在基质中。使用ATP和NADPH将二氧化碳转化为糖。此过程称为碳固定或卡尔文循环。卡尔文循环具有三个主要阶段：碳固定，还原和再生。在固碳过程中，二氧化碳与5碳糖[核糖1,5-磷酸二氢盐（RuBP）]结合在一起，形成6碳糖。在还原阶段，光反应阶段产生的ATP和NADPH用于将6碳糖转化为2分子的3碳碳水化合物，3-磷酸甘油醛。3-磷酸甘油醛用于制取葡萄糖和果糖。这两个分子（葡萄糖和果糖）结合在一起形成蔗糖或糖。在再生阶段，3-磷酸甘油醛的一些分子与ATP结合并转化回5碳糖RuBP。循环完成后，RuBP可与二氧化碳混合以再次开始循环。

        光合作用总结

        总之，光合作用是将光能转换为化学能并用于生产有机化合物的过程。在植物中，光合作用通常发生在植物叶片中的叶绿体中。光合作用包括两个阶段，光反应和暗反应。光反应将光转化为能量（ATP和NADHP），而暗反应则利用能量和二氧化碳产生糖。要查看光合作用，请参加“ 光合作用测验”。